المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11413 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

مضادات الحيويات
10-4-2016
مفاعل الماء الثقيل المضغوط pressurised heavy water reactor
13-1-2021
سياسة النبيّ في أمر القراءة والاقراء
10-10-2014
المنافسة التامة والمنافسة الاحتكارية : مقارنـة
27-10-2018
نبات الروبارب أو الراوند
2024-09-10
النسب بلا ياء
3-03-2015

α1-Antitrypsin in elastin degradation  
  
1701   11:06 صباحاً   date: 5-9-2021
Author : Denise R. Ferrier
Book or Source : Lippincott Illustrated Reviews: Biochemistry
Page and Part :

α1-Antitrypsin in elastin degradation


Blood and other body fluids contain a protein, α1-antitrypsin (AAT), which inhibits a number of proteolytic enzymes (called peptidases, proteases, or proteinases) that hydrolyze and destroy proteins. [Note: The inhibitor was originally named AAT because it inhibits the activity of trypsin, a proteolytic enzyme synthesized as trypsinogen by the pancreas .] AAT has the important physiologic role of inhibiting neutrophil elastase, a powerful protease that is released into the extracellular space and degrades elastin of alveolar walls as well as other structural proteins in a variety of tissues (Fig. 1). Most of the AAT found in plasma is synthesized and secreted by the liver. Extrahepatic synthesis also occurs.

Figure 1: Destruction of alveolar tissue by elastase released from neutrophils activated as part of the immune response to airborne pathogens.
1. α1-Antitrypsin in the lungs: In the normal lung, the alveoli are chronically exposed to low levels of neutrophil elastase released from activated and degenerating neutrophils. The proteolytic activity of elastase can destroy the elastin in alveolar walls if unopposed by the action of AAT, the most important inhibitor of neutrophil elastase (see Fig. 1). Because lung tissue cannot regenerate, the destruction of the connective tissue of alveolar walls caused by an imbalance between the protease and its inhibitor results in pulmonary disease.
2. α1-Antitrypsin deficiency and emphysema: In the United States, ~2%–5% of patients with emphysema are predisposed to the disease by inherited defects in AAT. A number of different mutations in the gene for AAT are known to cause a deficiency of the protein, but one single purine base mutation (GAG to AAG, resulting in the substitution of lysine for glutamic acid at position 342 of the protein) is clinically the most widespread and severe. [Note: The mutated protein is termed the Z variant.] The mutation causes the normally monomeric AAT to misfold, polymerize, and aggregate within the RER of hepatocytes, resulting in decreased secretion of AAT by the liver. AAT deficiency is, therefore, a misfolded protein disease. Consequently, blood levels of AAT are reduced, decreasing the amount that gets to the lung. The polymer that accumulates in the liver may result in cirrhosis (scarring of the liver). In the United States, the AAT mutation is most common in Caucasians of Northern European ancestry. An individual must inherit two abnormal AAT alleles to be at risk for the development of emphysema. In a heterozygote, with one normal and one defective gene, the levels of AAT are sufficient to protect the alveoli from damage. [Note: Methionine 358 in AAT is required for the binding of the inhibitor to its target proteases.
Smoking causes the oxidation and subsequent inactivation of the methionine, thereby rendering the inhibitor powerless to neutralize elastase. Smokers with AAT deficiency, therefore, have a considerably elevated rate of lung destruction and a poorer survival rate than nonsmokers with the deficiency.] The deficiency of elastase inhibitor can be treated by weekly augmentation therapy, that is, intravenous administration of AAT. The AAT diffuses from the blood into the lung, where it reaches therapeutic levels in the fluid surrounding the lung epithelial cells.

 




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.